白蜡和紫叶李叶片氯累积量与大气污染物氯含量关系分析

鲜靖苹，郭 晖

(新乡学院 生命科学技术学院，河南 新乡 453003)



白蜡和紫叶李叶片氯累积量与大气污染物氯含量关系分析

鲜靖苹，郭 晖

(新乡学院 生命科学技术学院，河南 新乡 453003)

摘要：用比较法研究了新乡市不同功能区白蜡和紫叶李叶片氯含量与大气氯含量间关系，拟合了叶片氯含量与大气污染物氯浓度之间一元生物监测数学模型。结果表明：白蜡和紫叶李叶片氯含量与大气氯浓度分别呈显著相关(R2=0.81)和显著相关(R2=0.73)。

关键词：叶片；氯含量；生物监测

1引言

随着社会发展和城市进步，工业生产和人为活动直接或间接产生的污染物严重影响了生态平衡，破坏了自然环境，而氯化物以及重金属是目前大气污染物中数量较大、影响面较广的一种，其和悬浮颗粒物一起进入人体呼吸系统，对人类的健康构成了严重地威胁[1，2]。植物组织可吸收富集氯等多种污染元素，反应出排放源附近元素的输入特征及污染水平[3，4]。近年来，国内外许多学者对某一区域或城市的绿化植物开展了大气污染物富集能力及环境效应研究，利用植物器官的生物监测作为一种经济可靠的常规监测补充手段，已被国内外广泛运用[5～8]。

本研究通过对新乡市不同功能区大气污染物氯的浓度、常见道路绿化树木叶片的污染元素氯含量进行测定，并对测定结果进行数学回归分析，探讨城市绿化树种叶片的氯含量与其影响因素(大气中污染物氯浓度)的关系，建立适合野外自然条件下的生物监测数学模型，为区域或地方环境质量的监测和评价提供科学依据。

2材料与方法

2.1研究区概况

新乡市位于东经113°30′～115°01′,北纬34°55′～35°50′，属暖温带大陆性气候，四季分明，冬寒夏热，秋凉春早，年平均气温14 ℃。7月最热，平均27.3 ℃；1月最冷,平均0.2 ℃；年均降水量573.4 mm，无霜期220 d。

2.2样品采集

(1)采样点(4个)。根据分层随机抽样调查法，按污染程度对新乡市进行功能分区布点采样。分别为工业区1个(水泥厂)；商业交通区1个(新中大道)；居民区1个(公务员小区)；清洁区1个(森林公园)。

(2)采样树种(2种)。通过对新乡市内主要街道、公共绿地、公园和居民区进行调查，选择白蜡和紫叶李2种较常见的绿化树种作为供试树种。

(3)采样方法。于2015年10月，在不同功能区选择生长健康的优良植株采集叶片。采样时同一树种树高、胸径、生长状况等条件要保持基本一致，每个采样点每树种随机选取1～2株，采样位置选择树冠外围东西南北4个方向，距离地面高度控制在2.0 m左右，采集同龄枝的叶片，每枝选取第3～5片老叶作为测量样品，备用。在不同功能区用挂片法测定大气中的氯含量，每个样品重复3次。

(4)测定方法。在实验室内对所收集的叶片，采用艾氏卡试剂消化样品，并用元素分析法测定氯元素含量。

(5)分析方法。利用多重比较法分析不同功能区不同树种叶片的氯含量；利用spearman法对因变量(叶片的氯含量)和自变量(大气氯浓度)进行相关性分析。采用Microsoft Excel、Spss 17.0软件对数据进行统计与分析，表中数据以平均数来体现。

3结果与分析

3.1叶片氯含量和大气氯浓度比较

植物叶片可吸收富集氯等多种污染元素，反应排放源附近元素的输入特征及污染水平，可以作为较长期的污染指示剂，植物叶面降尘由于对大风大雨等气象条件的敏感性，可作为不同功能区污染的短期监测指示剂。由表1可见，工业区、商业交通区和居民区的大气氯浓度与清洁区相比均差异极显著；对紫叶李而言，工业区叶片氯含量与清洁区相比差异显著。而商业交通区和居民区叶片氯含量与清洁区相比差异显著。这说明绿化树木叶片氯含量对大气污染元素氯的浓度变化反应较敏感。

树种叶片氯含量均随大气氯浓度的增加呈递增趋势，在工业区达到最大值。其中，对白蜡而言，在工业区其叶片氯含量是清洁区的2.05倍；对紫叶李而言，工业区其叶片氯含量是清洁区的2.12倍。此外，在同一功能区内，白蜡叶片氯含量均高于紫叶李，即由于物种差异，白蜡吸收积累污染元素氯的能力较强。

表1　各功能区2树种叶片氯含量和大气氯浓度比较

注：※※为叶片氯含量、大气氯浓度分别与清洁区比较差异极显著(p<0.01)，※为差异显著(p<0.05)

3.2叶片氯含量和大气氯浓度的数学模型

白蜡叶片的氯含量与大气氯浓度拟合的一元生物监测数学模型相关性也十分显著，相关系数高，紫叶李叶片的氯含量与大气氯浓度拟合的一元生物监测数学模型相关性也较为显著，表明叶片中部分氯也同时来自于降尘中氯化物的直接吸收。

表2　叶片氯含量和大气氯浓度的数学模型

注：Clys、Cnys、Cair分别代表白蜡叶片氯含量、紫叶李叶片氯含量和大气氯浓度，※为差异显著(p<0.05)

4讨论与结论

许多研究表明，污染地区植物的叶片、树皮等器官的含氯量与大气氯等污染物浓度显著相关。本文研究结果表明，白蜡叶片氯含量与大气氯浓度呈极显著正相关，紫叶李叶片氯含量与大气氯浓度呈显著相关。说明叶片氯含量部分来源于对大气氯化物的直接吸收。

参考文献：

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[3]Lau O W,Luk S F.Leaves of Bauhinia blakeana as indicators of atmospheric pollution in Hong Kong[J].Atmospheric Environment,2001,35(18):3113～3120.

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[9]潘如圭,汪嘉熙,柳福妹,等.城市大气二氧化氯与植物含氯量之间关系的研究[J].中国环境科学,1987,7(1):31～34.

收稿日期：2016-05-04

基金项目：河南省基础与前沿技术研究(编号：142300410100)

作者简介：鲜靖苹(1979—)，女，讲师，主要从事园林植物的环境抗性方面的教学工作。

中图分类号：X830

文献标识码：A

文章编号：1674-9944(2016)11-0048-02